CN101958098A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示装置,其能够进行色再现范围广的显示,并且能够显示明亮的红色。本发明的显示装置是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)等显示装置,其中,所述红的子像素的开口面积最大。
Description
本申请是2007年5月31日提出的申请号为200780018437.6的同名申请的分案申请
技术领域
本发明涉及显示装置。更详细地讲,涉及在液晶显示装置等中适宜使用的显示装置。
背景技术
当前,正在种种用途中使用各种显示装置。在一般的显示装置中,由表示作为光的三原色的红、绿和蓝的3色子像素构成一个像素,能够进行彩色显示。在这样的液晶显示装置中,通过调整各子像素的色度使得彩度升高,能够扩大可显示的颜色的范围(色再现范围),然而,这种情况下,由于配置在各子像素中的彩色滤光片的透射率减小,因此光的利用效率降低,白显示的光亮度不足。
相对于此,提出有在红、绿和蓝的像素中添加彩色滤光片的透射率高的黄的子像素的多原色的显示装置(例如,参照专利文献1。)。例如,如图36所示,公开有由表示红、绿、蓝和黄的4个子像素5Rw、5Gw、5Bw和5Yw构成的像素11w构成显示面500w的液晶显示装置。此外,还公开有具有红、绿、蓝、青绿和黄的5色子像素,由配置有红、绿、蓝和黄的4色子像素的第一反复排列和配置有红、绿、青绿和黄的4色子像素的第二反复排列构成像素的彩色显示装置(例如,参照专利文献2。)。依据这些液晶显示装置,由于添加彩色滤光片的透射率高的黄的子像素,因此能够抑制白显示的光亮度的下降,并且由于增加在显示中使用的原色的数量,能够扩大色再现范围。
专利文献1:日本特开2001-209047号公报
专利文献2:美国专利申请公开第2005/0134785号说明书
发明内容
然而,本发明的发明人们注意到依据现有的四原色的显示装置,只是增加显示中使用的原色数量并不能得到充分的显示品位。而且发现,如在专利文献1中公开的那样,在由各个开口面积(显示中使用的区域(有源区域、有效区域)的面积)相等的红、绿、蓝和黄的子像素构成的像素构成显示面的显示装置中,虽然能够实现色再现范围广的显示,但是所显示的红色成为紫黑的红色即暗红色,有损视认性。
本发明是鉴于上述现状而完成的,目的在于提供一种显示装置,其能够进行色再现范围广的显示,并且能够显示明亮的红色。
本发明的发明人们对由红、绿、蓝和黄的子像素构成的像素构成显示面的透射型液晶显示装置进行了各种研究后,首先着眼于所显示的各颜色(显示色)的光亮度。如图36所示,在由各个开口面积相等的红、绿、蓝和黄的4个子像素5Rw、5Gw、5Bw和5Yw构成的像素11w构成显示面500w的现有的四原色的透射型液晶显示装置中,各显示色的光亮度为表1所示。此外,如图37所示,在由各个开口面积相等的红、绿和蓝的3个子像素5Rx、5Gx和5Bx构成的像素11x构成显示面500x的现有的三原色的透射型液晶显示装置中,各显示色的光亮度如图2所示。
【表1】
颜色 | 红 | 绿 | 蓝 | 黄 | 青绿 | 品红 | 白 |
光亮度 | 11.0 | 33.4 | 7.6 | 48.0~92.4 | 43.4 | 18.6 | 100 |
【表2】
颜色 | 红 | 绿 | 蓝 | 黄 | 青绿 | 品红 | 白 |
光亮度 | 23.8 | 66.1 | 10.0 | 89.9 | 76.1 | 33.8 | 100 |
表1和2中作为代表性的显示色,分别表示关于红、绿、蓝、黄、青绿和品红这6色的光亮度。此外,各显示色的光亮度相当于CIE 1931(标准)表色系(XYZ表色系)中的Y值,是以白显示的光亮度为100时的值。进而,在透射型液晶显示装置的各子像素中,预先配置有彩色滤光片,在任意一个透射型液晶显示装置中都使用具有图7所表示的分光透射率的器件。而且,这些透射型液晶显示装置使用背光源(光源是冷阴极荧光管(CCFT、CCFL))进行显示,适当调整该光源的分光特性,使得白显示的色度为x=0.313,y=0.329,色温为6500K。此外,表1中,在黄显示的光亮度中存在幅度,这表示在点亮黄的子像素5Yw,不点亮红和绿的子像素5Rw和5Gw进行黄显示的情况下,黄显示的光亮度成为最低的值(48.0);在除黄的子像素5Yw以外,还点亮红和绿的子像素5Rw和5Gw进行黄显示的情况下,黄显示的光亮度成为最高的值(92.4),在分别以适当的比例点亮红、绿和黄的子像素5Rw、5Gw和5Yw进行黄显示的情况下,黄显示的光亮度成为中间的值。
根据表1和2的结果,本发明的发明人们发现现有的四原色的透射型液晶显示装置的红显示、绿显示和蓝显示的光亮度都比现有的三原色的透射型液晶显示装置降低。这是因为通过增加在显示中使用的原色数量,每一个像素的子像素的数量增加,每一个子像素的面积相对减小的缘故。即,因为通过将在显示中使用的原色数量从3个增加到4个,各子像素的面积变为3/4的缘故。进而,对于这种各显示色的光亮度的降低进行了研究后,发现关于绿显示或蓝显示,即使光亮度降低也无损视认性,但是关于红显示,由于光亮度降低导致变为紫黑的红色即暗红色,因此易于损害视认性。
其次,本发明的发明人们着眼于在现有的四原色的透射型液晶显示装置的显示中使用的光源的分光特性。图38表示在现有的四原色的透射型液晶显示装置的显示中使用的光源的分光特性,图9表示在现有的三原色的透射型液晶显示装置的显示中使用的光源的分光特性。在现有的四原色的透射型液晶显示装置中,由于像素除红、绿和蓝的子像素以外,还有黄的子像素,因此如果使用具有图9所表示的通常的分光特性的光源,则导致白显示偏黄。从而,为了调节白显示的色调,如图38所示,使用蓝色比较强的色温高的光源。例如,在使用CCFT的情况下,通过增加蓝的发光,减少绿和红的发光,实现高色温化。此外,在使用白的发光二极管(LED)的情况下,通过增加蓝成分减少黄成分,进行高色温化。进而,在使用红、绿和蓝的LED的情况下,与CCFT相同,通过减少绿和红成分,增加蓝成分,进行高色温化。这样,在现有的四原色的透射型液晶显示装置中,为了调节白显示的色调,提高光源的色温,需要减少光源的黄成分、红成分,因此光源的红成分的强度降低。
从以上的结果发现在现有的四原色的透射型液晶显示装置中,通过增加在显示中使用的原色数量,特别是由于红色光亮度的下降,有损视认性。此外,发现如果为了调节白显示的色温,使用高色温的光源,则红显示的光亮度进一步下降,与此相伴,进一步有损视认性。于是,本发明的发明人们进行了锐意研究,发现在由红、绿、蓝和黄的子像素构成的像素中,通过使红的子像素的开口面积为最大,能够显示明亮的红色,其结果,能够提高视认性。
而且,这样的作用效果在理论上不仅在由红、绿、蓝和黄的子像素构成的像素构成显示面的透射型显示装置中,在由除红、绿、蓝和黄以外还具有品红的子像素的像素构成显示面的透射型液晶显示装置等中也同样能够得到,以及不仅是透射型的液晶显示装置,在反射型或者反射透射两用型等其它显示方式的液晶显示装置、布劳恩管(Cathode-ray Tube(阴极射线管):CRT)、有机电致发光显示装置(Organic Electro-luminescence Display:OELD)、等离子体显示面板(Plasma Display Panel:PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(Surface-conduction Electron-emitter Display:SED)等场发射显示器(Field Emission Display:FED)等各种显示装置中也同样能够得到,从而想到能够出色解决上述课题,达成本发明。
即,本发明是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述红的子像素的开口面积为最大的显示装置(以下,也称为“第一显示装置”。)。
以下,依次说明本发明的第一~第十二显示装置,而本发明的第一~第十二显示装置中的共通的部分是能够进行色再现范围广的显示并且显示明亮的红色,由于该部分凌驾于现有技术,因此形成单一的一般性发明概念而相关联。
本发明的第一显示装置由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面。在本说明书中所谓“像素”,指的是在显示图像中独立分割颜色或者亮度的显示面的最小要素,所谓“子像素”,指的是构成像素的单色的点。构成像素的子像素的组合在所有的像素中不相同也可以,例如在设置有红、绿、黄和色特性不同的2个蓝(作为“第一蓝”和“第二蓝”。)的子像素的情况下,具有红、绿、第一蓝和黄的子像素的像素和具有红、绿、第二蓝和黄的子像素的像素构成显示面也可以。像素汇集多种颜色的子像素而构成,以多种颜色的光的组合表现所希望的颜色。在本发明中,像素除显示红、绿和蓝的子像素以外,还包括显示黄的子像素。即,本发明的第一显示装置由于在显示中使用的原色数量比3个多,因此能够比原色的数量是3个的显示装置进行色再现范围广的白显示。此外,像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,还可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。如果包括品红的子像素,则由于品红的子像素的透射率低,因此有可能不能提高彩色滤光片的光的利用效率。此外,即使没有品红的子像素,通过提高红和蓝的子像素的色纯度,也能进行高色纯度的品红显示。像素结构(像素排列)没有特别限定,可以举出条纹排列、对角排列、田字形排列等。
上述红的子像素的开口面积最大。如上所述,在红、绿、蓝和黄的开口面积相等的情况下,由于红色的光亮度下降,有可能有损显示装置的视认性。依据本发明,由于红的子像素的开口面积比其它颜色的子像素大,因此能够提高红显示的光亮度,其结果,能够提高显示装置的视认性。在本说明书中,所谓“开口面积”指的是在显示中使用的区域(有源区域、有效区域)的面积。作为相对增大子像素的开口面积的方法,可以举出以下等方法:(1)在全部子像素之间使开口面积对子像素的面积的比例为一定,而且使该子像素(希望相对增大开口面积的子像素)的面积比其它子像素的面积大的方法;(2)在全部子像素之间使子像素的面积和开口面积对其的比例为一定,而且使该子像素(希望相对增大开口面积的子像素)比其它子像素更多地设置的方法等。此外,为了使构造不复杂,优选(1)的方法。这是因为依据(1)的方法,能够抑制驱动各子像素的薄膜晶体管(TFT)等开关元件的数量的增加等。此外,红显示的光亮度优选相对于白显示的光亮度为12%以上,更优选15%以上。另一方面,在红显示的光亮度比白显示的光亮度的30%大的情况下,在白显示时可以看到在发红光,有可能感觉到不自然,有损视认性。从而,红显示的光亮度优选为白显示的光亮度的30%以下,更优选25%以下。
此外,如果各子像素的开口面积差别很大,则各子像素的像素电容差别很大。即,如果各子像素的开口面积差别很大,则在各子像素之间的充电率、由栅极信号产生的像素电位的馈通量和由源极信号产生的像素电位的变动量差别很大,其结果,有可能发生闪烁、残影、串扰等不良。从而,红的子像素的开口面积优选为开口面积最小的其它子像素的开口面积的2倍以下。但是,也存在考虑像素电容的差值,通过适当设计TFT尺寸、辅助电容等,缓和上述的不良的情况。在这样的情况下,红的子像素的开口面积如果是开口面积最小的其它子像素的开口面积的3倍以下则是适宜的。
作为本发明的第一显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,也可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。此外,本发明的第一显示装置中,构成像素的子像素的开口面积的大小关系只要是红的子像素的开口面积最大,红以外的子像素的开口面积比红的子像素的开口面积小即可,没有特别限定。
本发明的第一显示装置优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示的装置,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。根据这样的装置,即使是红的子像素的开口面积最大,通过调整在显示中使用的光源的分光特性,也能够容易地优化第一显示装置的白显示的色度。在本说明书中,背光源的种类没有特别限定,既可以是正下方型,也可以是边光型。光源没有特别限定,例如能够使用白的发光二极管(LED)、RGB-LED、冷阴极荧光管(CCFT)、热阴极荧光管(HCFT)、有机EL等。
此外,在本说明书中,优选在各子像素中设置有选择性地透过特定波长区的光的滤光片(以下也称为“彩色滤光片”。)。这种情况下,子像素的颜色根据彩色滤光片的分光特性规定。彩色滤光片的材质没有特别限定,例如,可以举出由染料染色的树脂、分散有颜料的树脂、使分散有颜料的流动性材料(墨水)固化的材料。此外,彩色滤光片的形成方法没有特别限定,例如可以举出染色法、颜料分散法、电镀法、印刷法、喷墨法、着色感光材料法(也称为“转印法”、“干膜层压(dry film laminate:DFL)法”或者“干膜抗蚀剂法”。)。
此外,在本说明书中,子像素的5色定义如下。即,所谓“红”指的是在XYZ表色系(CIE1931标准表色系)的xy色度图中,白色点为x=0.3333,y=0.3333时的主波长为595nm以上650nm以下的颜色,优选指的是主波长为600nm以上640nm以下的颜色。“红”的色纯度从主观评价结果的观点出发,优选75%以上97%以下。评价使观测者感觉不到显示色的不自然的色纯度的结果,如果色纯度小于75%,则有可能只是颜色浅,感觉不到鲜艳。反之,如果色纯度超过97%,则有发光色那样的油光发亮感,有可能感觉到不自然。同样,作为“绿”,指的是主波长490nm以上555nm以下的颜色,优选指的是主波长510nm以上550nm以下的颜色。“绿”的色纯度从同样的观点出发,优选50%以上80%以下。作为“蓝”,指的是主波长450nm以上490nm以下的颜色,优选指的是主波长450nm以上475nm以下的颜色。“蓝”的色纯度从同样的观点出发,优选50%以上95%以下。作为“黄”,指的是主波长565nm以上580nm以下的颜色,优选指的是主波长570nm以上580nm以下的颜色。“黄”的色纯度从同样的观点出发,优选90%以上97%以下。作为“品红”,指的是辅色主波长495nm以上560nm以下的颜色,优选指的是辅色主波长500nm以上555nm以下的颜色。“品红”的色纯度从同样的观点出发,优选60%以上80%以下。此外,主波长和辅色主波长大致表示色相,色纯度大致表示彩度。作为色纯度的测定方法,可以举出用分光放射计等测定将实际上在显示装置中使用的光源作为光源使用时的各滤光片的色度坐标,使用白色点的色度坐标(0.3333,0.3333)、各滤光片的色度坐标和连接白色点与滤光片的色度点的直线与光谱轨迹交叉的点的色度坐标进行计算的方法。
以下详细说明本发明第一显示装置的优选方式。
优选上述绿、蓝和黄的子像素的开口面积最小。即,优选上述绿、蓝和黄的子像素的开口面积相互相同而且最小。由此,由于绿、蓝和黄的子像素的开口面积同等程度地小,因此能提高红显示的光亮度。
优选上述像素具有开口面积比蓝的子像素小的子像素。通常,设置在红、绿、蓝和黄的子像素中的各色的彩色滤光片的透射率与白显示的彩色滤光片的透射率(彩色滤光片的平均透射率)的大小关系从透射率高的一方起依次为黄、绿、白、红、蓝。此外,有时红的彩色滤光片与蓝的彩色滤光片的透射率的大小关系替换,从透射率高的一方起依次为黄、绿、白、蓝、红。依据该大小关系,由于通过使蓝的子像素的开口面积为最小,能增大其它子像素的开口面积,因此能增大白显示的彩色滤光片的透射率。但是在这种情况下,由于为了优化白显示的色度需要提高在显示中使用的光源的色温,因此光源的发光效率减小,其结果,包括光源的发光效率在内的显示装置的白显示的光亮度变小。从而,通过不是使蓝的子像素的开口面积为最小,能够抑制这种显示装置的白显示的光亮度下降。
优选上述绿的子像素的开口面积最小。如从彩色滤光片的透射率的大小关系所知,如果使绿的子像素的开口面积为最小,则白显示的彩色滤光片的透射率下降。但是在这种情况下,由于为了优化白显示的色度需要降低光源的色温,光源的发光效率增大,因此能提高将光源的发光效率也包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
优选上述黄的子像素的开口面积最小。如从彩色滤光片的透射率的大小关系所知,如果使黄的子像素的开口面积为最小,则白显示的彩色滤光片的透射率减小。但是在这种情况下,由于为了优化白显示的色度需要进一步降低光源的色温,因此能够进一步提高红显示的光亮度。此外,通过进一步降低光源的色温,光源的发光效率进一步增大,因此能进一步提高将光源的发光效率也包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述红和蓝的子像素的开口面积为最大的显示装置(以下也称为“第二显示装置”。)。依据该装置,由于使彩色滤光片的透射率小的红和蓝的子像素的开口面积为最大,因此白显示的彩色滤光片的透射率减小。但是在这种情况下,由于为了优化白显示的色度需要更加增大光源的发光效率,因此能进一步提高将光源的发光效率也包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
作为本发明第二显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。此外,在本发明的第二显示装置中,构成像素的子像素的开口面积的大小关系只要是红和蓝的子像素的开口面积相互相同而且最大,红和蓝以外的子像素的开口面积比红和蓝的子像素的开口面积小即可,没有特别限定。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,还可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第二显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第二显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
以下详细说明本发明第二显示装置的优选方式。
作为上述红和蓝的子像素的开口面积为最大的方式,可以举出以下方式:(1A)红和蓝的子像素在像素中数量最多的方式;(1B)在上述(1A)中,像素具有色特性相互不同的蓝的子像素的方式;(1C)在上述(1A)中,像素具有色特性相互不同的红的子像素的方式;(1D)绿和黄的子像素的开口面积最小的方式;(1E)绿的子像素的开口面积最小的方式;(1F)黄的子像素的开口面积最小的方式。
依据上述(1A)的方式,由于可以不改变各子像素的开口面积,因此能够使用现有的像素设计和电路设计。此外,在本说明书中,所谓“红和蓝的子像素在像素中数量最多”意味着构成像素的红和蓝的子像素的数量相互相同而且最多,红和蓝的子像素以外的子像素的个数比红和蓝的子像素的个数少。依据上述(1B)和(1C)的方式,进一步能够扩大色再现范围,并且能够增加显示色数。此外,在本说明书中所谓“色特性不同”,意味着作为色的三属性的色相、光亮度和彩度中至少一个不同,从有效地扩大色再现范围的观点出发,优选意味着色相不同。依据上述的(1D)的方式,虽然白显示的彩色滤光片的透射率减少,但是彩色滤光片的蓝成分的透射率相对增加。从而,为了优化白显示的色度,能够使发光效率低的光源的蓝成分减少,则光源的发光效率增大,因此能有效地提高将光源的发光效率也包括在内的显示装置的白显示的光亮度。依据上述(1E)的方式,虽然白显示的彩色滤光片的透射率减少,但是彩色滤光片的蓝成分的透射率相对增加。从而,为了优化白显示的色度,能够使发光效率低的光源的蓝成分减少,则光源的发光效率增大,因此有时在光源的发光效率也包括在内的显示装置的白显示的光亮度的提高方面更适宜。依据上述(1F)的方式,虽然与上述(1E)的方式相比较,白显示的彩色滤光片的透射率进一步减少,但是彩色滤光片的蓝成分的透射率相对增加。从而,为了优化白显示的色度,能够使发光效率低的光源的蓝成分减少,则光源的发光效率增大,因此能特别提高将光源的发光效率也包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述蓝的子像素的开口面积最大的显示装置(以下也称为“第三显示装置”。)。依据该装置,由于彩色滤光片的透射率小的蓝的子像素的开口面积最大,因此虽然白显示的彩色滤光片的透射率减小,但由于为了优化白显示的色度需要降低光源的色温,因此能够使红显示的光亮度提高。此外,通过降低光源的色温,光源的发光效率增大,因此能提高将光源的发光效率包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
作为本发明第三显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。此外,在本发明的第三显示装置中,构成像素的子像素的开口面积的大小关系只要是蓝的子像素的开口面积最大,蓝以外的子像素的开口面积比蓝的子像素的开口面积小即可,没有特别限定。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第三显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第三显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
作为这种蓝的子像素的开口面积最大的方式,可以举出以下方式:(2A)蓝的子像素在像素中最多的方式;(2B)在上述(2A)中,像素具有色特性相互不同的蓝的子像素的方式。依据上述(2A)的方式,由于可以不改变各子像素的开口面积,因此能使用现有的像素设计和电路设计。依据上述(2B)的方式,能够在扩大色再现范围的同时,还能增加显示色数。
以下详细说明本发明第三显示装置的其它优选方式。
优选上述红、绿和黄的子像素的开口面积最小。即,优选上述红、绿和黄的子像素的开口面积相互相同而且最小。由此,由于红、绿和黄的子像素的开口面积同等程度地小,因此虽然白显示的彩色滤光片的透射率减小,但由于为了优化白显示的色度需要降低光源的色温,因此能有效地提高红显示的光亮度。此外,由于能够提高光源的发光效率,因此其结果,能提高将光源的发光效率包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
优选上述像素具有开口面积比红的子像素小的子像素。如果使红的子像素的开口面积为最小,则由于红显示的光亮度减小,有可能有损视认性。从而,通过不使红的子像素的开口面积为最小,抑制红显示的光亮度的下降,由此能够确保视认性。
优选上述绿和黄的子像素的开口面积最小。即,优选上述绿和黄的子像素的开口面积相互相同而且最小。由此,虽然白显示的彩色滤光片的透射率减小,但是彩色滤光片的蓝成分的透射率相对增加。从而,为了优化白显示的色度,能够使发光效率低的光源的蓝成分减少,则光源的发光效率增大,因此能提高将光源的发光效率包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
优选上述绿的子像素的开口面积最小。如从上述彩色滤光片的透射率的大小关系所知,如果使绿的子像素的开口面积最小,则虽然白显示的彩色滤光片的透射率降低,但是为了优化白显示的色度需要降低光源的色温,由于光源的发光效率增大,因此能提高将光源的发光效率包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
优选上述黄的子像素的开口面积最小。如从彩色滤光片的透射率的大小关系所知,如果使黄的子像素的开口面积最小,则虽然白显示的彩色滤光片的透射率降低,但是为了优化白显示的色度需要降低光源的色温,因此能提高红显示的光亮度。此外,由于通过降低光源的色温,光源的发光效率进一步增大,因此虽然白显示的彩色滤光片的透射率减小,但是能进一步提高将光源的发光效率也包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述黄的子像素的开口面积最小的显示装置(以下也称为“第四显示装置”。)。依据该装置,如从彩色滤光片的透射率的大小关系所知,虽然白显示的彩色滤光片的透射率减小,但由于为了优化白显示的色度需要降低光源的色温,因此能够使红显示的光亮度提高。此外,通过降低光源的色温,光源的发光效率增大,因此能进一步提高将光源的发光效率也包括在内的显示装置的白显示的光亮度。
作为本发明第四显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。此外,在本发明的第四显示装置中,构成像素的子像素的开口面积的大小关系只要是黄的子像素的开口面积最小,黄以外的子像素的开口面积比黄的子像素的开口面积大即可,没有特别限定。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第四显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第四显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
以下详细说明本发明第四显示装置的其它优选方式。
优选上述红、绿和蓝的子像素的开口面积最大。即,优选上述红、绿和蓝的子像素的开口面积相互相同而且最大。这样,由于通过使红的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积小,能够使用发光效率高的光源,因此能有效地提高红显示和白显示的光亮度。作为这种红、绿和蓝的子像素的开口面积最大的方式,可以举出以下方式:(3A)红、绿和蓝的子像素在像素中数量最多的方式;(3B)像素具有色特性相互不同的蓝的子像素的方式;(3C)像素具有色特性相互不同的红的子像素的方式。上述(3A)、(3B)和(3C)的任一个方式由于都可以不改变各子像素的开口面积,因此能使用现有的像素设计和电路设计。此外,依据上述(3B)和(3C)的方式,能够谋求色再现范围的扩大和显示色数的增加。
优选上述像素具有开口面积比蓝的子像素还大的子像素。依据本发明的第三显示装置,由于彩色滤光片的透射率大的黄的子像素的面积最小,因此如果进而使彩色滤光片的透射率小的蓝的子像素的开口面积为最大,则有可能显著降低显示装置的白显示的光亮度。从而,通过不使蓝的子像素的开口面积为最大,能够抑制这种显示装置的白显示的光亮度的下降。
优选上述红和绿的子像素的开口面积最大。即,优选上述红和绿的子像素的开口面积相互相同而且最大。由此,由于红的子像素的开口面积最大,因此能提高红显示的光亮度。此外,由于红的子像素的开口面积最大,为了优化白显示的色度需要提高光源的色温变化,虽然光源的发光效率降低,但是依据本发明,由于彩色滤光片的透射率大的绿的子像素的开口面积也是最大,因此能抑制显示装置的白显示的光亮度的下降。作为这种红、绿的子像素的开口面积最大的方式,可以举出以下方式:(4A)红和绿的子像素在像素中数量最多的方式;(4B)像素具有色特性相互不同的绿的子像素的方式。上述(4A)和(4B)的任一个方式由于都可以不改变各子像素的开口面积,因此能使用现有的像素设计和电路设计。此外,依据(4B)的方式,能够谋求色再现范围的扩大和显示色数的增加。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述子像素从开口面积大的起依次为红、蓝、绿、黄的显示装置(以下也称为“第五显示装置”。)。这种第五显示装置由于红的子像素的开口面积大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积比较大,黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此在以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降方面是适宜的。
作为本发明第五显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第五显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第五显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述子像素从开口面积大的起依次为红、蓝、黄、绿的显示装置(以下也称为“第六显示装置”。)。这种第六显示装置也由于红的子像素的开口面积大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积比较大,黄的子像素的开口面积比较小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此在以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降方面是适宜的。
作为本发明第六显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第六显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第六显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述子像素从开口面积大的起依次为红、绿、蓝、黄的显示装置(以下也称为“第七显示装置”。)。这种第七显示装置也由于红的子像素的开口面积大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此在以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降方面是适宜的。
作为本发明第七显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第七显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第七显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述子像素从开口面积大的起依次为红、蓝、黄和绿的显示装置(以下也称为“第八显示装置”。)。此外,“从开口面积大的起依次为红、蓝、黄和绿的显示装置”意味着红的子像素的开口面积最大,黄和绿的子像素的开口面积相互相同而且最小,蓝的子像素的开口面积在它们之间。这种第八显示装置也由于红的子像素的开口面积大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积比较大,黄和绿的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此在以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降方面是适宜的。
作为本发明第八显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第八显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第八显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述子像素从开口面积大的起依次为蓝、红、绿、黄的显示装置(以下也称为“第九显示装置”。)。这种第九显示装置也由于红的子像素的开口面积比较大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此在以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降方面是适宜的。
作为本发明第九显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第九显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第九显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述子像素从开口面积大的起依次为蓝、红、黄、绿的显示装置(以下也称为“第十显示装置”。)。这种第十显示装置也由于红的子像素的开口面积比较大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积比较小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此在以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降方面是适宜的。
作为本发明第十显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第十显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第十显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述子像素从开口面积大的起依次为蓝、绿、红、黄的显示装置(以下也称为“第十一显示装置”。)。这种第十一显示装置由于黄的子像素的开口面积特别小,能够增大背光源等的红的发光,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此在以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降方面是适宜的。
作为本发明第十一显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第十一显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第十一显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
本发明还是由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面的显示装置,是上述子像素从开口面积大的起依次为蓝和绿、红、黄的显示装置(以下也称为“第十二显示装置”。)。此外,所谓“从开口面积大的起依次为蓝和绿、红、黄”意味着蓝和绿的子像素的开口面积相互相同而且最大,黄的子像素的开口面积最小,红的子像素的开口面积在它们之间。这种第十二显示装置也由于黄的子像素的开口面积特别小,能够增大背光源等的红的发光,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此在以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降方面是适宜的。
作为本发明第十二显示装置的结构,只要是具有由包括上述红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成的显示面作为结构要素即可,可以有也可以没有其它的结构要素,并不是特别限定的结构。像素除红、绿、蓝和黄的子像素以外,也可以具有品红的子像素,而从白显示的彩色滤光片的透射率的观点出发,优选仅具有红、绿、蓝和黄的子像素。
作为本发明的第十二显示装置没有特别限定,例如可以举出液晶显示装置(LCD)、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等。本发明的第十二显示装置根据与本发明的第一显示装置同样的理由,优选使用背光源和/或前光源等光源装置进行显示,更优选使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置、使用前光源进行显示的反射型的液晶显示装置、使用背光源进行透射显示且使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置。
依据本发明的显示装置,像素除显示红、绿和蓝的子像素以外,还具有显示黄的子像素,由于在显示中使用的原色数量比3个多,因此能够比在显示中使用三原色的显示装置进行色再现范围更广的显示。此外,由于显示红的子像素的开口面积最大,因此能提高红显示的光亮度。
附图说明
图1是示意性地表示与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置中的TFT基板的平面图。
图2是示意性地表示与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置中的相对基板的平面图。
图3是示意性地表示与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置的剖面图。
图4是表示液晶层的分光透射率特性的图。
图5是示意性地表示与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置的显示面的平面图。
图6是示意性地表示与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置的显示面的平面图。
图7是表示彩色滤光片的分光透射率特性的图。
图8是表示在与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置(表3中的液晶显示装置A6)中使用的背光源的光源的分光特性。
图9是表示在现有的三原色的液晶显示装置中使用的背光源的光源的分光特性的图。
图10是表示与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系的图。
图11是示意性地表示与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置的显示面的变形例的图。
图12是示意性地表示与本发明的实施方式1相对应的液晶显示装置的显示面的变形例的图。
图13是表示彩色滤光片的分光透射率特性的图。
图14是示意性地表示与本发明的实施方式2相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图15是示意性地表示与本发明的实施方式2相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图16是表示与本发明的实施方式2相对应的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系的图。
图17是示意性地表示与本发明的实施方式3相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图18是示意性地表示与本发明的实施方式3相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图19是表示与本发明的实施方式3相对应的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系的图。
图20是示意性地表示与本发明的实施方式3相对应的液晶显示装置的显示面的变形例的图。
图21是示意性地表示与本发明的实施方式3相对应的液晶显示装置的显示面的变形例的图。
图22是表示在图21的液晶显示装置中使用的彩色滤光片的分光透射率特性的图。
图23是示意性地表示与本发明的实施方式3相对应的液晶显示装置的显示面的变形例的图。
图24是示意性地表示与本发明的实施方式3相对应的液晶显示装置的显示面的变形例的图。
图25是示意性地表示与本发明的实施方式4相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图26是示意性地表示与本发明的实施方式4相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图27是表示与本发明的实施方式4相对应的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系的图。
图28是示意性地表示与本发明的实施方式5相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图29是示意性地表示与本发明的实施方式5相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图30是表示与本发明的实施方式5相对应的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系的图。
图31是示意性地表示与本发明的实施方式5相对应的液晶显示装置的显示面的变形例的图。
图32是示意性地表示与本发明的实施方式5相对应的液晶显示装置的显示面的变形例的图。
图33是示意性地表示与本发明的实施方式6相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图34是示意性地表示与本发明的实施方式6相对应的液晶显示装置的显示面的图。
图35是表示与本发明的实施方式6相对应的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系的图。
图36是示意性地表示现有的四原色的液晶显示装置的显示面的图。
图37是示意性地表示现有的三原色的液晶显示装置的显示面的图。
图38是表示在现有的四原色的显示装置中使用的背光源的光源的分光特性的图。
符号的说明
3:辅助电容
4:扫描线
5R、5Ra~5Rx、5R1d~5R1m、5R2d~5R2m:红的子像素
5G、5Ga~5Gx:绿的子像素
5B、5Ba~5Bx、5B1j~5B1m:蓝的子像素
5Y、5Ya~5Yw:黄的子像素
6:信号线
7:辅助电容(Cs)配线
8:薄膜晶体管(TFT)
9:漏极引出配线
10R:红的彩色滤光片
10G:绿的彩色滤光片
10B:蓝的彩色滤光片
10Y:黄的彩色滤光片
10BM:黑矩阵(涂黑的部分)
11a~11x:像素(附有点的部分)
21、31:玻璃基板
22:32:相位差板
23、33:偏振光板
25:外涂层
26:相对电极
27、38:取向膜
34:层间绝缘膜
35:透明电极
36:背光源
37:接触孔
100:彩色滤光片基板(相对基板)
200:薄膜晶体管(TFT)基板
300:液晶层
500:液晶显示装置
500a~500x:显示面
具体实施方式
以下,揭示实施方式,更详细地说明本发明,但本发明并不仅限于这些实施方式。以下的实施方式中的结构和测定值等全部基于使用计算机程序进行的仿真(模拟实验)。在以下的实施方式中,以透射型的液晶显示装置为例说明本发明。
(实施方式1)
对本发明实施方式1的液晶显示装置的结构进行说明。此外,本发明的液晶显示装置的结构并不受限于此。
图1是表示本发明实施方式1的透射型的液晶显示装置中的TFT基板200的概略结构的平面图。TFT基板200如图1所示,在玻璃基板上配置有由扫描线4和信号线6构成的矩阵配线,在矩阵配线的交点上分别设置有薄膜晶体管(TFT)8,在由矩阵配线包围的区域中分别配置有由氧化铟锡(ITO)等透明的导电材料构成的透射电极35(35R、35G、35Y和35B)。TFT8的栅极电极与扫描线4连接,源极电极与信号线6连接,漏极电极通过漏极引出配线9与透射电极35连接。透射电极35R、35G、35Y和35B以分别在液晶显示装置中与后述的彩色滤光片基板11上设置的红、绿、蓝和黄的彩色滤光片10R、10G、10Y和10B相对的方式设置。在本实施方式中,如图1所示,配置有扫描线4和信号线6,使得与红的彩色滤光片10R相对的透射电极35R大,与其它颜色的彩色滤光片相对的透射电极35G、35Y和35B同等程度地小。此外,用于保持施加到透射电极35上的电压的辅助电容配线7配置成与扫描线4平行。辅助电容配线7通过隔着绝缘膜与栅极引出配线9的端部相对,由此构成辅助电容3。
图2是表示本发明实施方式1的透射型的液晶显示装置中的彩色滤光片基板(相对基板)100的概略结构的平面图。
彩色滤光片基板100如图2所示,红、绿、黄和蓝的彩色滤光片10R、10G、10Y和10B依次条纹状排列,在各滤光片的周围和滤光片之间,配置有黑矩阵10BM。此外,彩色滤光片10R、10G、10B和10Y分别选择透过自身的光的颜色。红、绿和蓝的彩色滤光片10R、10G和10B分别主要透过入射光的红色成分、绿色成分和蓝色成分,黄的彩色滤光片10Y主要透过入射光的红色成分和绿色成分的两种颜色成分。在本实施方式中,如图2所示,彩色滤光片10R、10B、10G和10Y的排列在所有的像素中相同,但也可以在每一个像素中不同,本发明的像素结构没有特别限定。彩色滤光片10R、10B、10G和10Y以分别在液晶显示装置中与上述的TFT基板200上设置的透射电极35R、35G、35Y和35B相对的方式设置,黑矩阵10BM以在液晶显示装置中与扫描线4和信号线6相对的方式设置。此外,在本实施方式中,如图2所示,形成为红的彩色滤光片10R的面积大,其它颜色的彩色滤光片10B、10G和10Y的面积同等程度地小。
图3是表示本发明实施方式1的透射型的液晶显示装置的剖面模式图。
如图3所示,本发明实施方式1的透射型的液晶显示装置500具有将液晶层300夹在上述的彩色滤光片基板100与TFT基板200之间的结构。彩色滤光片基板100在玻璃基板21的外侧(观看面一侧)包括相位差板22和偏振光板23,在玻璃基板21的内侧(背面一侧)包括红、绿、蓝和黄的彩色滤光片10R、10G、10B、10Y、黑矩阵10BM、外涂层25、相对电极26和取向膜27。
相位差板22调整透过自身的光的偏振状态。偏振光板23仅透过特定的偏振成分的光。在本实施方式中,通过调整相位差板22和偏振光板23的配置和结构,设定为使相位差板22和偏振光板23起到圆偏振光板的作用。
外涂层25防止污染物从红、绿、蓝和黄的滤光片10R、10G、10B和10Y溶出到液晶层300内,此外,使彩色滤光片基板100的表面平坦化。相对电极26隔着液晶层300,与TFT基板200一侧设置的透明电极35R、35G、35B和35Y相对,用于在液晶层300上施加电压以驱动液晶分子。此外,相对电极26由氧化铟锡(ITO)等透明的导电材料构成。取向膜27控制液晶层300内的液晶分子的取向。
另一方面,TFT基板200在玻璃基板31的外侧(背面一侧)包括相位差板32和偏振光板33,在玻璃基板31的内侧(观察面一侧)包括薄膜晶体管(TFT)8、层间绝缘膜34、透明电极35(35R、35G、35B和35Y)和取向膜38等。
相位差板32与相位差板22相同,调整透过自身的光的偏振状态,偏振光板33与偏振光板23相同,仅透过特定的偏振成分的光。在本实施方式中,该偏振光板33以与配置在彩色滤光片基板100一侧的圆偏振光板在光学上相互正交的方式配置。
透明电极35(35R、35G、35B和35Y)配置在彩色滤光片基板100一侧的每个彩色滤光片上,按照彩色滤光片的每个区域,在液晶层300上施加电压以驱动液晶分子。取向膜38与取向膜27相同,控制液晶层300内的液晶分子的取向。
此外,在TFT基板200的里面一侧(背面一侧),包括在显示中使用的背光源36。关于在背光源36中使用的光源的分光特性等在后面叙述。此外,图4是表示液晶层300的分光特性的图。在本实施方式中,作为液晶层300的材料,使用具有负的各向异性介电常数的向列液晶。
图5是表示本发明实施方式1的液晶显示装置500的像素结构的平面模式图。在本实施方式中,说明液晶显示装置500由于具有上述那样的结构,因此如图5所示,红的子像素5Ra的开口面积最大,绿、蓝和黄的子像素5Ga、5Ba和5Ya的开口面积同等程度地小的情况。所谓开口面积意味着实际上在显示中利用的区域的面积,不包括由薄膜晶体管(TFT)8、扫描线4、信号线6和辅助电容3、黑矩阵10BM等产生的遮光区域的面积。本实施方式的液晶显示装置500具有矩阵状排列的多个像素11a。图5中的点部与1个像素相对应,图5中,在构成液晶显示装置500的显示面500a的多个像素11a中,表示出4个像素。
如图5所示,像素11a由多个子像素构成。在本实施方式中,构成像素11a的4个子像素是显示红色的子像素5Ra、显示绿色的子像素5Ga、显示蓝色的子像素5Ba和显示黄色的子像素5Ya。图5表示这些4个子像素在像素11a内配置成1行4列的结构。此外,在图6中作为构成液晶显示装置的显示面500b的其它像素结构,表示出4个子像素5Rb、5Gb、5Bb和5Yb在像素11b内配置成2行2列的结构。此外,在本实施方式中,红、绿、蓝和黄的子像素的排列方法不限于图5和图6,根据各子像素的开口面积之比能够得到效果。
在本实施方式中,制作有表3的6种液晶显示装置A1~A6。在这些液晶显示装置A1~A6的任意一个中,红的子像素与其它子像素的开口面积不同。具体地讲,红的子像素的开口面积最大,绿、蓝和黄的子像素的开口面积同等程度地小。
【表3】
此外,在液晶显示装置A1~A6的任意一个中均使用具有图7表示的分光透射率的彩色滤光片。这里,由于各子像素的开口面积比在每个液晶显示装置中不同,因此彩色滤光片的白显示的色度也在每个液晶显示装置中不同。因而,在本实施方式中,为了得到所希望的白显示的色度,对每个液晶显示装置调整背光源36的光源的光谱。具体地讲,适当调整在液晶显示装置A1~A6中使用的背光源36的光源的分光特性,使得液晶显示装置的白显示的色度为x=0.313,y=0.329,色温为6500K。此外,在背光源36的光源中使用冷阴极荧光管(CCFT),通过改变红、绿和蓝的荧光体材料的混合比,调整光源的分光特性。作为一个例子,图8表示在表3中的液晶显示装置A6中使用的背光源36的光源的光谱特性。
表3中,进一步对液晶显示装置A1~A6,表示出各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(绿、蓝或者黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。这里,红显示的光亮度是以各液晶显示装置的白显示的光亮度Y为100时的值(相对于白显示的光亮度的比例)。此外,白显示的光亮度是以各色的子像素的开口面积相等,具有图7表示的分光透射率的器件作为彩色滤光片,并且将具有图38表示的光谱特性的CCFT用作为背光源36的光源的现有的四原色的液晶显示装置(图36)的白显示的光亮度为100时的相对值。进而,彩色滤光片的平均透射率是使用搭载在各液晶显示装置中的背光源36的光源进行白显示时的各色的彩色滤光片的透射率的平均值。而且,背光源36的光源的发光效率如以下所示求出。首先,一个个地测定在CCFT(光源)中使用的红的荧光体材料的发光效率、绿的荧光体材料的发光效率和蓝的荧光体材料的发光效率。接着,根据这些测定值,计算将改变红绿蓝的各荧光体材料的混合比后的红绿蓝组合起来的发光效率。背光源36的光源的发光效率是组合红绿蓝的发光效率与在现有的三原色的液晶显示装置中使用的红绿蓝的混合比下的发光效率之比。
图10是表示在本实施方式中制作的液晶显示装置A1~A6的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系的图。
本实施方式的液晶显示装置A1~A6由于红的子像素的开口面积大,因此与图36表示的现有的四原色的液晶显示装置(表1)相比较,能够提高红显示的光亮度,能够得到明亮的红显示。即,能够进行视认性良好的红显示。此外,液晶显示装置A1~A6中,哪种类型最合适可以根据用途等适当选择。
本实施方式中,在背光源36的光源中使用一般的CCFT,白显示的色度的调整仅改变红、绿和蓝的荧光体材料的混合比而进行。当然,液晶显示装置的白显示的光亮度也考虑由背光源36的光源的各色荧光体材料的混合比发生变化引起的发光效率的变化。即白显示的光亮度不只是彩色滤光片的平均透射率(效率),还意味包括背光源36的光源的发光效率的液晶显示装置的光亮度。此外,在本发明中将白显示的光亮度设定为上述的值,但并不限于此,在调整为适宜的最佳色度的情况下也可以得到同样的效果。
此外,作为本实施方式的液晶显示装置的像素结构,不限于图5和图6,例如,也可以如图11所示,将构成显示面500c的像素11c分别分割成5个子像素,配置2个红的子像素。图11的情况下,各子像素5Rc、5Gc、5Bc和5Yc的开口面积比为红∶绿∶蓝∶黄=2∶1∶1∶1。通过这样设置多个红的子像素,能够使像素设计、驱动电路设计的变更为最小限度。
此外,如图12所示,也可以将构成显示面500d的像素11d分别分割为5个子像素,在配置2个红的子像素的基础上,也可以使2个红的子像素的色特性相互不同。图13表示这时的彩色滤光片的分光特性。这时,红的子像素5R1d的主波长是612nm,红的子像素5R2d的主波长是607nm。图12的情况下也还是红的子像素5R1d和5R2d、绿的子像素5Gd、蓝的子像素Bd和黄的子像素的5Yd的开口面积的大小是同等程度,各子像素的开口面积比为红∶绿∶蓝∶黄=2∶1∶1∶1。通过这样设置色特性相互不同的红的子像素,能够进一步扩大色再现范围。此外,这些像素结构不过是一个例子,本实施方式并不限于这些像素结构。
(实施方式2)
一般,在红、绿、蓝和黄的子像素中设置的各彩色滤光片的透射率与白显示的彩色滤光片的透射率(红、绿、蓝和黄的子像素的透射率的平均值)的大小关系从透射率高的起依次为黄、绿、白、红、蓝。此外,存在红的彩色滤光片与蓝的彩色滤光片的透射率的大小关系替换,从透射率高的起依次为黄、绿、白、蓝、红。
从而,如果增加彩色滤光片的透射率比白显示的彩色滤光片的透射率低的红的子像素的开口面积,则白显示的彩色滤光片的透射率下降。此外,如果减小彩色滤光片的透射率比白显示的彩色滤光片的透射率高的绿和黄的子像素的开口面积,则白显示的彩色滤光片的透射率进一步下降。反之,如果减小彩色滤光片的透射率为最小的蓝的子像素的开口面积,则抑制白显示的彩色滤光片的透射率的减小,根据情况还升高。然而,这些关系仅是关于彩色滤光片的,在实际的液晶显示装置中还必须考虑背光源的光源的发光效率。
在实施方式1中,关于使红的子像素的开口面积为最大,绿、蓝和黄的子像素的开口面积同等程度地小的情况,对确认到红显示的光亮度提高的一定效果进行说明。然而,如图10所示,在实施方式1的情况下,白显示的光亮度在表3表示的液晶显示装置A1~A6的任意一个中均减少几分。从而,如果能够使白显示的光亮度的减少程度变小,则比实施方式1更为优选。
在本实施方式中,说明对白显示的光亮度也加以注意,增大红的子像素的开口面积,减小绿、蓝和黄的任意一个子像素的开口面积的情况。
表4对于加大红的子像素的开口面积,减小绿的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置B1~B5的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(绿的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表4】
表5对于加大红的子像素的开口面积,减小蓝的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置C1~C3的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(蓝的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表5】
表6对于加大红的子像素的开口面积,减小黄的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置D1~D6的各子像素的开口面积比、开口面积为最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表6】
此外,图14和图15表示表6的液晶显示装置的概略图。图14表示作为构成液晶显示装置的显示面500e的像素结构,在像素11e内条纹状地配置有4个子像素5Re、5Ge、5Be和5Ye的结构。图15表示作为构成液晶显示装置的显示面500f的像素结构,在像素11f内2行2列地配置有4个子像素5Rf、5Gf、5Bf和5Yf的结构。
图16中表示表4、5和6表示的各液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系。图16中,◇与表4的液晶显示装置B1~B5相对应,△与表5的液晶显示装置C1~C3相对应,○与表6的液晶显示装置D1~D6相对应。此外,□作为比较对象表示实施方式1的液晶显示装置A1~A6。
如图16所示,依据表4~6的液晶显示装置,与图36表示的现有的四原色的液晶显示装置(表1)相比较,能够确认红显示的光亮度提高的效果。特别是,在表6的液晶显示装置D6中,能够实现使红显示的光亮度成为19.5%的非常高的值。此外,如表4和6所示那样,减小绿或者黄的子像素的开口面积的装置虽然彩色滤光片的平均透射率比实施方式1的液晶显示装置A1~A6下降,但是为了优化白显示的色度,调整背光源的光源的分光特性后的结果,光源的发光效率提高,从而如图16所示,与实施方式1的液晶显示装置A1~A6相比较,能够抑制将背光源的光源的发光效率也包括在内的白显示的光亮度的下降。特别是,如表6的液晶显示装置D1~D6那样,在减小开口面积的子像素是彩色滤光片的透射率最高的黄的子像素的情况下,虽然彩色滤光片的平均透射率降低,但是背光源的光源的发光效率升高,其结果,将背光源的光源的发光效率也包括在内的白显示的光亮度的下降程度减小。
另一方面,如表5的液晶显示装置C1~C3那样,减小蓝的子像素的开口面积使白显示的光亮度的下降大并不是良策。即,在减小开口面积的子像素是彩色滤光片的透射率最低的蓝的子像素的情况下,虽然彩色滤光片的平均透射率提高,但是为了优化白显示的色度,调整背光源的光源的分光特性后的结果,光源的发光效率降低,其结果,将背光源的光源的发光效率也包括在内的白显示的光亮度的下降程度变大。
如上所述,在减小开口面积的子像素是黄的子像素时最有效,依次为绿、蓝。
此外,由于根据各子像素很大地改变开口面积需要变更像素设计、驱动电路设计,因此优选子像素之间的开口面积比尽可能小。从该开口面积比的观点来看,在实施方式1的表3的液晶显示装置A4中,开口面积最大的红的子像素与最小的绿、蓝和黄的子像素的开口面积之比是1.61∶1,这时,红显示的光亮度是14.2%,白显示的光亮度是91.0%。与红显示的光亮度14.2%相同的程度在本实施方式的表4的液晶显示装置B5中能够实现,由于该液晶显示装置B5的白显示的光亮度是94.7%,因此液晶显示装置B5与液晶显示装置A4相比较,在白显示的光亮度这一点上是有利的。此外,与红显示的光亮度14.2%大致相同的程度在本实施方式的表6的液晶显示装置D3中也能够实现,由于该液晶显示装置D3的白显示的光亮度是94.8%,因此液晶显示装置D3与液晶显示装置A4相比较,在白显示的光亮度这一点上也是有利的。
然而,开口面积的比率在表4的液晶显示装置B5中为3∶1,在表6的液晶显示装置D3中为1.86∶1,任一个都比实施方式1的表3的液晶显示装置A4大。从而,如上所述,在像素设计、驱动电路设计上,存在优选选择实施方式1的表3的液晶显示装置A4的情况。即,存在实施方式1比实施方式2更优选的情况。
(实施方式3)
在实施方式2中,说明使红的子像素的开口面积为最大,绿或者黄的子像素的开口面积为最小在抑制白显示的光亮度的下降这一点是有利的。在本实施方式中,作为更优选的实施方式,说明除红的子像素的开口面积以外,也使蓝的子像素的开口面积与红的子像素的开口面积同等程度地大,使绿和黄的子像素的开口面积同等程度地小的情况。
在本实施方式中,制作出表7的6种液晶显示装置E1~E6。任意一种情况下,均同等程度地加大红和蓝的子像素的开口面积,同等程度地减小绿和黄的子像素的开口面积。表7中表示在本实施方式中制作的液晶显示装置E1~E6的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红或者蓝的子像素)与最小的子像素(绿或者黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表7】
此外,图17和图18表示表7的液晶显示装置的概略图。图17作为构成液晶显示装置的显示面500g的像素结构,表示在像素11g内条纹状地配置有4个子像素5Rg、5Gg、5Bg和5Yg的结构。图18作为构成液晶显示装置的显示面500h的像素结构,表示在像素11h内2行2列地配置有4个子像素5Rh、5Gh、5Bh和5Yh的结构。
图19是表示表7的液晶显示装置E1~E6的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系的图。图19中,□与表7的液晶显示装置E1~E6相对应,◇作为比较对象,表示在实施方式2中白显示的光亮度的下降程度小的表6的液晶显示装置D1~D6。
本实施方式中,对于实施方式2的表6的液晶显示装置D1~D6,关于白显示的光亮度更有利,特别是在表7的液晶显示装置E1~E3中,白显示的光亮度比4色的子像素的开口面积相等的现有的四原色的液晶显示装置(图36)还高。此外,由于为了优化白显示的色度,蓝的子像素的开口面积越大越需要增多背光源的光源的黄色成分,因此能使发光效率提高。此外,在红显示的光亮度为19%以上的情况下,具体地讲,在本实施方式的表7的液晶显示装置E6与实施方式2的表6的液晶显示装置D6的比较中,也存在本实施方式在白显示的方面变得不利的情况。
此外,作为本实施方式的液晶显示装置的像素结构,并不限于图17和图18,例如,也可以如图20所示,将构成显示面500i的像素分别分割成6个子像素,分别各配置2个红和蓝的子像素5R和5B。图20的情况下,各子像素5Ri、5Gi、5Bi和5Yi的开口面积比为红∶绿∶蓝∶黄=2∶1∶2∶1。这样通过设置多个红和蓝的子像素,能够使像素设计、驱动电路设计的变更为最小限度。
此外,如图21所示,也可以将构成显示面500j的像素11j分别分割为6个子像素,在分别各配置2个红和蓝的子像素的基础上,使2个蓝的子像素的色特性相互不同。图22表示这时的彩色滤光片的分光特性。这时,蓝的子像素5B1j的主波长是460nm,蓝的子像素5B2j的主波长是488nm。图21的情况下也还是红的子像素5Rj、绿的子像素5Gj、蓝的子像素5B1j及5B2j和黄的子像素5Yj的开口面积的大小是同等程度,各子像素的开口面积比为红∶绿∶蓝∶黄=2∶1∶1∶2。通过这样设置色特性相互不同的2个蓝的子像素,能够进一步扩大色再现范围。
此外,如图23所示,也可以将构成显示面500k的像素11k分别分割为6个子像素,在分别各配置2个红和蓝的子像素的基础上,使2个红的子像素的色特性相互不同。图13表示这时的彩色滤光片的分光特性。这时,红的子像素5R1k的主波长是612nm,红的子像素5R2k的主波长是607nm。图23的情况下也还是红的子像素5R1k和5R2k、绿的子像素5Gk、蓝的子像素5Bk和黄的子像素5Yk的开口面积的大小是同等程度,各子像素的开口面积比为红∶绿∶蓝∶黄=2∶1∶1∶2。通过这样设置色特性相互不同的2个红的子像素,也能够进一步扩大色再现范围。
进而,如图24所示,也可以将构成显示面500m的像素11m分别分割为6个子像素,在分别各配置2个红和蓝的子像素的基础上,使2个红的子像素和蓝的子像素的色特性在两种颜色中均相互不同。图13和22表示这时的彩色滤光片的分光特性。图24的情况下也还是红的子像素5R1m和5R2m、绿的子像素5Gm、蓝的子像素5B1m及5B2m和黄的子像素5Ym的开口面积的大小是同等程度,各子像素的开口面积比为红∶绿∶蓝∶黄=2∶1∶1∶2。通过这样设置色特性相互不同的红和蓝的子像素,也能够进一步扩大色再现范围。此外,这些像素结构不过是一个例子,本实施方式并不限于这些像素结构。
(实施方式4)
在实施方式3中,对同等程度地加大红和蓝的子像素的开口面积,同等程度地减小绿和黄的子像素的开口面积的情况进行了说明,而在本实施方式中,说明以不同的比例减少将开口面积减小的绿和黄的子像素的开口面积的情况。
表8对于同等程度地加大红和蓝的子像素的开口面积,减小绿的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置F1~F4的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红或者蓝的子像素)与最小的子像素(绿的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表8】
此外,图25和图26中示意性地表示表8的液晶显示装置。图25作为构成液晶显示装置的显示面500n的像素结构,表示在像素11n内条纹状配置有4个子像素5Rn、5Gn、5Bn和5Yn的结构。图26作为构成液晶显示装置的显示面500p的像素结构,表示在像素11p内2行2列地配置有4个子像素5Rp、5Gp、5Bp和5Yp的结构。此外,这些像素结构不过是一个例子,本实施方式并不限于这些像素结构。
表9对于同等程度地加大红和蓝的子像素的开口面积,减小黄的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置G1~G3的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红或者蓝的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表9】
图27表示表8和9的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系。图27中,△与表8的液晶显示装置相对应,○与表9的液晶显示装置相对应。进而,□作为比较对象,表示使红和蓝的子像素的开口面积大致同等程度地大,使绿和黄的子像素的开口面积同等程度地小的实施方式3的表7的液晶显示装置E1~E6。
从图27可知,本实施方式的表8的液晶显示装置F1~F4虽然红显示的光亮度比实施方式3的表7的液晶显示装置E1~E4小,但是白显示的光亮度高,是有利的。然而,在将子像素的开口面积比相同的表8的液晶显示装置F3与表9的液晶显示装置G3进行比较的情况下,在表8的液晶显示装置F3中,虽然白显示的光亮度高,但是在红显示的光亮度提高方面不能得到很大的效果,难以提高到14%以上,与此相对,在表9的液晶显示装置G3中,虽然白显示的光亮度并不是很高,但是在红显示的光亮度提高方面可以得到很大的效果。这种情况下,也可以根据所需要的红显示的光亮度进行适当选择。此外,本实施方式的表9的液晶显示装置G1~G3虽然白显示的光亮度比实施方式3的表7的液晶显示装置E1~E3小,但是红显示的光亮度高,是有利的。
(实施方式5)
如在实施方式1和4中明确的那样,在加大红和蓝的子像素双方的开口面积的情况下,与仅加大红的子像素的开口面积的情况相比较,虽然使彩色滤光片的平均透射率下降,但是由于彩色滤光片的蓝成分的透过比例增多,因此所使用的背光源的波长特性能够减少发光效率低的蓝成分,在背光源的光源中能够使用发光效率高的光源。其结果,如果勘察彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率,则即使增大蓝的子像素的开口面积,使彩色滤光片的透射率下降,背光源的光源的发光效率也能够大到补偿其透射率以上。在实施方式1~4中,对至少红的子像素的开口面积为最大的情况进行了说明,而在本实施方式中,说明使蓝的子像素为最大的情况。
表10对于加大蓝的子像素的开口面积,同等程度地减小绿和黄的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置H1~H4的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(蓝的子像素)与最小的子像素(绿或者黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表10】
此外,图28和图29示意性地表示表10的液晶显示装置。图28作为构成液晶显示装置的显示面500q的像素结构,表示在像素11q内条纹状配置有4个子像素5Rq、5Gq、5Bq和5Yq的结构。图29作为构成液晶显示装置的显示面500r的像素结构,表示在像素11r内2行2列地配置有4个子像素5Rr、5Gr、5Br和5Yr的结构。此外,这些像素结构不过是一个例子,本实施方式并不限于这些像素结构。
表11对于加大蓝的子像素的开口面积,减小绿的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置I1~I4的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(蓝的子像素)与最小的子像素(绿的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表11】
表12对于加大蓝的子像素的开口面积,减小黄的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置J1~J4的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(蓝的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表12】
图30表示表10~12的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系。图30中,◇与表10的液晶显示装置相对应,□与表11的液晶显示装置相对应,△与表12的液晶显示装置相对应。进而,○作为比较对象,表示同等程度地增大红和蓝的子像素的开口面积,同等程度地减小绿和黄的子像素的开口面积的实施方式3的表7的液晶显示装置E1~E6。
在表11的液晶显示装置I1~I4中,虽然有提高白显示的光亮度的效果,但是几乎没有提高红显示的光亮度的效果。另一方面,在表10的液晶显示装置H2中,当红显示的光亮度是12.6%时,白显示的光亮度是106%,在表12的液晶显示装置J2中,当红显示的光亮度是12.5%时,白显示的光亮度是103%,是有利的。但在本实施方式中,不能使红显示的光亮度很大,关于红显示的光亮度在需要15%程度以上的情况下,优选从实施方式1~4的液晶显示装置中选择。
此外,作为本实施方式的液晶显示装置的像素结构,不限于图28和29,例如,也可以如图31所示,将构成显示面500s的像素分割为5个子像素,配置2个蓝的子像素5B。图31的情况下,各子像素5Rs、5Gs、5Bs和5Ys的开口面积比为红∶绿∶蓝∶黄=1∶1∶2∶1。通过这样设置多个蓝的子像素,能够使像素设计、驱动电路设计的变更为最小限度。
此外,如图32所示,也可以将构成显示面500t的像素11t分别分割为5个子像素,在分别配置2个蓝的子像素的基础上,使2个蓝的子像素的色特性相互不同。图22表示这时的彩色滤光片的分光特性。这时,蓝的子像素5B1t的主波长是460nm,蓝的子像素5B2t的主波长是488nm。图32的情况下也还是红的子像素5Rt、绿的子像素5Gt、蓝的子像素5B1t及5B2t和黄的子像素5Yt的开口面积的大小是同等程度,各子像素的开口面积比为红∶绿∶蓝∶黄=2∶1∶1∶2。通过这样设置色特性相互不同的2个蓝的子像素,能够进一步扩大色再现范围。此外,这些像素结构不过是一个例子,本实施方式并不限于这些像素结构。
(实施方式6)
本实施方式说明使黄的子像素的开口面积为最小的情况。
表13对于减小黄的子像素的开口面积,同等程度地增大其它子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置K1~K5的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红、绿或者蓝的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表13】
此外,图33和图34示意性地表示表13的液晶显示装置。图33作为构成液晶显示装置的显示面500u的像素结构,表示在像素11u内条纹状配置有4个子像素5Ru、5Gu、5Bu和5Yu的结构。图34作为构成液晶显示装置的显示面500v的像素结构,表示在像素11v内2行2列地配置有4个子像素5Rv、5Gv、5Bv和5Yv的结构。此外,这些像素结构不过是一个例子,本实施方式并不限于这些像素结构。
表14对于减小黄的子像素的开口面积,同等程度地增大红和绿的子像素的开口面积的情况,表示在本实施方式中制作的液晶显示装置L1~L4的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红或者绿的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表14】
图35表示表13和14的液晶显示装置的红显示的光亮度与白显示的光亮度的关系。图35中,△与表13的液晶显示装置K1~K5相对应,◇与表14的液晶显示装置相对应。进而,○作为比较对象,表示同等程度地增大红和蓝的子像素的开口面积,同等程度地减小绿和黄的子像素的开口面积的实施方式3的表7的液晶显示装置E1~E6。
依据表13和14的液晶显示装置,能够谋求增大开口面积比,而且由于背光源的光源的发光效率提高,因此在加大红显示的光亮度的情况下是有利的。
(实施方式7)
本实施方式说明从子像素的开口面积大的起依次为红、蓝、绿、黄的情况。
表15表示在本实施方式中制作的液晶显示装置M1~M2的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表15】
依据表15的液晶显示装置,由于红的子像素的开口面积比较大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积比较大,黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此能够以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降。
(实施方式8)
本实施方式说明从子像素的开口面积大的起依次为红、蓝、黄、绿的情况。
表16表示在本实施方式中制作的液晶显示装置N1~N3的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(绿的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表16】
依据表16的液晶显示装置,由于红的子像素的开口面积大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积比较大,黄的子像素的开口面积比较小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此能够以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降。
(实施方式9)
本实施方式说明从子像素的开口面积大的起依次为红、绿、蓝、黄的情况。
表17表示在本实施方式中制作的液晶显示装置O1~O6的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表17】
依据表17的液晶显示装置,由于红的子像素的开口面积大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此能够以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降。
(实施方式10)
本实施方式说明从子像素的开口面积大的起依次为红、蓝、黄和绿的情况。
表18表示在本实施方式中制作的液晶显示装置P1~P3的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(黄或者绿的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表18】
依据表18的液晶显示装置,由于红的子像素的开口面积大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积比较大,黄和绿的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此能够以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降。
(实施方式11)
本实施方式说明从子像素的开口面积大的起依次为蓝、红、绿、黄的情况。
表19表示在本实施方式中制作的液晶显示装置Q1~Q2的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(蓝的子像素)与最小的子像素(红的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表19】
依据表19的液晶显示装置,由于红的子像素的开口面积比较大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此能够以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降。
(实施方式12)
本实施方式说明从子像素的开口面积大的起依次为蓝、红、黄、绿的情况。
表20表示在本实施方式中制作的液晶显示装置R1~R3的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(绿的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表20】
依据表20的液晶显示装置,由于红的子像素的开口面积比较大,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积比较小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此能够以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降。
(实施方式13)
本实施方式说明从子像素的开口面积大的起依次为蓝、绿、红、黄的情况。
表21表示在本实施方式中制作的液晶显示装置S1~S7的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(红的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表21】
依据表21的液晶显示装置,黄的子像素的开口面积特别小,由于能够增加背光源的红的发光,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此能够以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降。
(实施方式14)
本实施方式说明从子像素的开口面积大的起依次为蓝和绿、红、黄的情况。
表22表示在本实施方式中制作的液晶显示装置T1~T3的各子像素的开口面积比、开口面积最大的子像素(蓝或者绿的子像素)与最小的子像素(黄的子像素)的开口面积比、红显示的光亮度、白显示的光亮度、彩色滤光片的平均透射率和背光源的光源的发光效率。
【表22】
依据表22的液晶显示装置,黄的子像素的开口面积特别小,由于能够增加背光源的红的发光,因此红显示的光亮度提高的效果大。此外,由于蓝的子像素的开口面积大,黄的子像素的开口面积小,为了优化白显示的色度能够使用发光效率高的光源,因此能够以比较小的开口面积的比率提高红显示的光亮度,抑制白显示的光亮度的下降。
在以上的实施方式1~14中是使用具有图7、13或者22的分光特性的彩色滤光片的情况的说明,但并不限于这种情况,即使是具有与这些实施方式不同的色相和彩度的彩色滤光片,也有红显示的光亮度提高的效果。具体地讲,能够适用于红的子像素的主波长为595nm以上650nm以下,绿的子像素的主波长为490nm以上555nm以下,蓝的子像素的主波长为450nm以上490nm以下,黄的子像素的主波长为565m以上580nm以下的显示装置。此外,在实施方式1~14中,是对由红、绿、蓝和黄的子像素构成像素的情况的说明,但并不限于这种情况,例如,在由红、绿、蓝、黄和品红的子像素构成像素的情况下也能得到同样的效果。
此外,在实施方式1~14中,是对在背光源的光源中使用一般的CCFT的情况的说明,但并不限于这种情况,对于与在实施方式中使用的光源不同类型的背光源,例如,白的发光二极管(蓝色发光LED与黄荧光发光的组合)或者RGB-LED或者热阴极荧光管(HCFT)或者有机EL、场致发射显示器(FED)等的情况,也有至此为止叙述过的红显示的光亮度提高的效果。
进而,在实施方式1~14中,是对通过改变红、绿和蓝的荧光体材料的混合比,调整光源的分光特性,由此优化液晶显示装置的白显示的色度的情况的说明,但并不限于这种情况,例如,通过变更液晶层或者光学膜的光学设计或者白显示时的施加电压,优化液晶显示装置的白显示的色度也可以。
进而,在实施方式1~14中,是对使用背光源进行显示的透射型的液晶显示装置的说明,但本发明并不只是透射型的液晶显示装置,还能够适用于使用背光源进行透射显示,使用外部光和/或前光源进行反射显示的反射透射两用型的液晶显示装置、使用前光源等光源进行显示的反射型的液晶显示装置等其它显示方式的液晶显示装置、布劳恩管(CRT)、有机电致发光显示装置(OELD)、等离子体显示面板(PDP)和表面传导型电子发射元件显示器(SED)等场发射显示器(FED)等各种显示装置。
本申请说明书中的“以上”和“以下”包括该数值(边界值)。
此外,本申请以2006年6月19日申请的日本国专利申请2006-169206号为基础,主张基于巴黎条约和进入国的法规的优先权。该申请的内容的整体作为参考加入到本申请中。
Claims (30)
1.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该红的子像素的开口面积最大。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述绿、蓝和黄的子像素的开口面积最小。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述像素具有开口面积比蓝的子像素小的子像素。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述绿的子像素的开口面积最小。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于:
所述黄的子像素的开口面积最小。
6.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该蓝的子像素的开口面积最大。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于:
所述蓝的子像素在像素中数量最多。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其特征在于:
所述像素具有色特性相互不同的蓝的子像素。
9.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于:
所述红、绿和黄的子像素的开口面积最小。
10.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于:
所述像素具有开口面积比红的子像素小的子像素。
11.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于:
所述绿和黄的子像素的开口面积最小。
12.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于:
所述绿的子像素的开口面积最小。
13.根据权利要求6所述的显示装置,其特征在于:
所述黄的子像素的开口面积最小。
14.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该黄的子像素的开口面积最小。
15.根据权利要求14所述的显示装置,其特征在于:
所述红、绿和蓝的子像素的开口面积最大。
16.根据权利要求15所述的显示装置,其特征在于:
所述红、绿和蓝的子像素在像素中数量最多。
17.根据权利要求16所述的显示装置,其特征在于:
所述像素具有色特性相互不同的蓝的子像素。
18.根据权利要求16所述的显示装置,其特征在于:
所述像素具有色特性相互不同的红的子像素。
19.根据权利要求14所述的显示装置,其特征在于:
所述像素具有开口面积比蓝的子像素大的子像素。
20.根据权利要求14所述的显示装置,其特征在于:
所述红和绿的子像素的开口面积最大。
21.根据权利要求20所述的显示装置,其特征在于:
所述红和绿的子像素在像素中数量最多。
22.根据权利要求21所述的显示装置,其特征在于:
所述像素具有色特性相互不同的绿的子像素。
23.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该子像素从开口面积大的起依次为红、蓝、绿、黄。
24.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该子像素从开口面积大的起依次为红、蓝、黄、绿。
25.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该子像素从开口面积大的起依次为红、绿、蓝、黄。
26.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该子像素从开口面积大的起依次为红、蓝、黄和绿。
27.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该子像素从开口面积大的起依次为蓝、红、绿、黄。
28.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该子像素从开口面积大的起依次为蓝、红、黄、绿。
29.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:
该子像素从开口面积大的起依次为蓝、绿、红、黄。
30.一种显示装置,其由具有红、绿、蓝和黄的子像素的像素构成显示面,其特征在于:该子像素从开口面积大的起依次为蓝和绿、红、黄。
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Legal Events
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160316 Termination date: 20200531 |
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